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[家电]拆解飞利浦电动牙刷并改电路修复(PHILIPS HX6100) [复制链接]

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离线2n3055
 

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只看楼主 倒序阅读 我要置顶 楼主  发表于: 2017-06-13
— 本帖被 香瑶 设置为精华,作者+3000M币+5专家(2017-06-14) —
话说前几天办公室有一个家伙跑来找我,诉其心爱的电动牙刷不能动了
问问我有没有办法,这个电动牙刷他已经用了2年多,保修早已失效,
他抱着死马当活马医的态度想来看看还有没有希望,尽管他又买了一个新的

既然来了,那就看看吧
PHILIP电动牙刷,型号HX6530,好像坛里交易区有的卖


牙刷为了防水,采用了感应充电的设计
有一个专门的充电座,充电的时候把牙刷放在上面就可以了


充电座的参数


插上电试试,什么反应都没有,看来真是坏了


牙刷没有反应,一种情况是内部出了问题,还有就是充电座出了问题
牙刷无法充电,最终电池耗尽了,也表现没有反应
因此,开始诊断工作先从简单的入手,看看充电座是否有故障
感应充电的设备,找了一个磁芯工字电感作为探头,接在示波器上
可以看出,感应到了很明显的脉冲波形,而且波形受到一个50HZ的正弦信号调制
说明充电座是好的


既然充电座没有问题,那问题一定出在牙刷上了
对牙刷进行检查,按说明书上说,拆牙刷可以用螺丝刀插入屁股后面的懂中
用力旋转就可以打开,但是经过尝试发现根本不行,反而把塑料拧坏了
最终还是从两边撬开,考虑已经坏掉的牙刷,不讲究无损拆机了



打开后首先闻到的就是浓浓的牙膏味
紧接着很多水流了出来,原来,电动牙刷是因为进水损坏了
壳体内残留的水珠


抽出主机,上面也是水渍斑驳,锈迹斑斑


电池舱完全淹没了,还是牙膏水




拆掉橡胶垫,上面到处都是水



下面进行水损排查,损失共计如下:

1、尾部线路板生锈腐蚀


2、主控MCU引脚腐蚀


3、开关引脚腐蚀,旁边的调试接口触点是镀金的,没有受损


4、振动电磁铁铁芯生锈


5、充电接收线圈引脚腐蚀



这是主要受影响的,剩下边边角角残留的水渍牙膏渍,没有大影响就不管他了
牙刷进了水,肯定得先检查哪里出了问题
通过对机芯的观察,发现机芯上部,水渍较少,但凝结了很多白色的污渍
而机芯下部电池舱部位,不仅积水多,而且腐蚀严重
通常牙刷都是直立摆放的,因此,初步判断水是从上面漏下来的,而且,溶解牙膏的水
自上向下流,牙膏粉沉积在了上面,水淹到了下面
因此,重点对上部密封圈进行检查

上密封圈上面很多污垢啊!


翻开上密封圈,还有更恶心的,这是什么!!!OMG!!!
不过这对我来说小意思,更恶心的见得多了,根本没反应
这个送牙刷的家伙,一定要叫他好好补偿我


看见了吗,上密封圈这里居然有一个洞!
请自觉忽视那一坨一坨的东西


下面开始修理机芯,首先,拆下电池

HX6530的电池是通过焊片焊接在线路板上的,
吸掉焊点周围的焊料,即可拆下电池
可以看出电池表面的水珠,电池舱里的积水
仔细看看电池皮上还有阴影,水已经渗到电池皮里面了


SANYO产的14500锂离子电池,容量貌似是680mAh
有意思的是这个电池的标签纸很厉害啊,水泡了那么久
不但一点没坏,连翘起来都没有


测量电压,只要区区0.88V,水淹的电池肯定漏电


没什么说的,先充电试试
经过简单充电,电池还能充进去
仔细看,电池表面的阴影,那是水渗到电池皮里面了


电池取下后,焊开连接电磁铁的两根线
焊开充电线圈的触点,即可卸下电路板


电路板后面都是水渍


首先,用清水+肥皂刷洗,将污垢,锈迹,盐碱都洗净
对,没错,就是水洗,我这是清水,原来那是污水
用细牙刷仔细刷线路板,特别是芯片引脚缝隙间积聚的盐痕
锈迹什么的,全部刷干净,然后用清水反复冲,将肥皂洗净
然后用餐巾纸将表面水渍吸干


这是洗完的线路板,比刚才干净多了


下面是很重要的一步:烘干
烘干是为了更彻底去除线路板上残留的水迹,加强绝缘
有烘箱最好,没有烘箱就像我这样,找个发热的东西烘烤就行了
我这是借用电源的散热器和卤素灯,正好利用散热器的热量


温度大约50摄氏度,有点低了,有条件可以适当提高一点
烘烤了大约1个小时



烘干期间不能闲着,经查发现充电接收线圈
的引脚被腐蚀断了


找了一节航空导线,将其修补好



电路板烘干了,电池也充了1个小时电了
我是这样考虑的,首先这是一个低压设备,最高工作电压只有4.2V
其次,水淹后出现短路通常是因为盐霜搭桥引起
电路板及元件受腐蚀一般都是断路故障,目前经万用表检测
未发现线路板出现短路,于是尝试给线路板接上电池看看
按了一下按钮,居然亮了,看来有希望啊


话说这个牙刷的电路板功能是这样划分的
经过观察,MCU和驱动电路的腐蚀基本消除了
通电后这一部分貌似可以正常工作
这就判断出,MCU是好的,开关指示灯是好的
驱动MOS虽然没测试,但是发现它并未有腐蚀痕迹
推测应该也是好的,因此,需要治疗的重点,就是尾部的充电电路了


这是尾部充电电路,可见腐蚀得很厉害
对于一个专攻各种难治感染创面的外科医生来说,清创是基本功
这是清创术后的,已经干净了不少,上面抹了一层松香溶液
一做去污,二做助焊
话说PHILIP的线路板做工不错,阻焊剥脱后,居然没有腐蚀断线、过孔损坏的



主要有两个SOT-23封装的元件,引脚被腐蚀断了
这个编号C09的家伙少了两条腿


丝印KLB的家伙也有两个脚被腐蚀没了


经查,丝印KLB的元件是肖特基桥BAT54BRW



而另一个,则是ROHM的三极管阵列IMD10A


既然元件型号明了,那么画出电路图来
这是一个BAT54BRW组成的桥式整流电路,
后面IMD10A组成充电控制电路,控制充电
红笔划叉的,就是损坏的部分
真是倒霉,除了桥塌了一半外,IMA10A全军覆没了


既然明确了病因,那么就开始治疗

首先单独为了修这个牙刷去买这两个元件是不现实的
这种元件,你买1、2个,人家商家都不理你
再有,为了这两个元件单独跑一趟电子市场,还不够我忙的
所以,治疗策略以恢复功能为主,应用手头现有器件
经过分析电路BAT54BRW为肖特基全桥,作用是整流
现在上半桥完全损坏了,但是下半桥还是好的
因此,可以用两只肖特基二极管去搭上半桥
不过手上最小的肖特基二极管也是SS14(1N5819),用在这里体积太大,放不下
因此决定用最常见的二极管IN4148代替,1N4148是小电流开关二极管
可以兼做高频整流,最大电流150mA,用在这里够用

下面开工,搭桥
两颗1N4148焊接成Y型,A极分别接线圈,中点接原整流桥输出
位置正好卡在焊点和线圈骨架间隙里,位置满意
看起来中点连线和线圈脚短路了,实际没有,距离还大,是视角问题



桥搭好了,下面的重点是如何修理充电控制电路,
IMD10A由两个三极管组成,其中PNP管用做充电控制
NPN管用做倒相驱动,应该是避免MCU管脚过大的灌电流吧
那么好了,这个三极管阵列完全可以用通用三极管代替
首先看看位置,盖上橡胶护盖后只留下这一点空间


PNP管采用最常用的S8550,贴片封装


安装充电控制管,要有效利用周围焊盘及走线
平时天天做手术,这种细小操作不在话下,就当练习显微外科技术了


上面背一个100K的偏置电阻,0805封装,正好安在E脚和B脚间


接着搭,安装10K基极限流电阻


安装充电控制管,型号S8050



最后,用一根飞线将充电控制管和MCU控制脚相连
至此,充电控制电路IMD10A成功复刻



插上电池,先不焊接,看看效果如何
成功了,指示灯开始闪烁,提示充电


指示灯提示充电不行,要看电池真正充电了没有
测量机芯在充电座上时,整流桥输出电压5.78V,
对于给单节锂电池充电来说,这个电压算是正常的


初步测试似乎是成功的,于是把电池焊好
指示灯显示充电正常

充电前电池电压3.81V

充电开始后,电池电压3.83V,说明有充电电流


搭建的充电电路是否能够正常工作呢
充电5分钟后,用热像仪观察
可以看出,充电控制管处温度最高,约51.5摄氏度,
后搭的1N4148半桥温度虽有所上升,但并未形成突出的热点
应该说,工作算是正常


盖上橡胶护盖,没有明显的干涉






又测试了一下,牙刷振动功能也正常
至此,牙刷的基本功能就算正常了,但是这个牙刷已经失去了防水功能
电池里还有残留的积液,没有使用价值了
把它修理好,就是属于一种兴趣和挑战,最后将机芯塞回外壳,组装起来



组装后充电测试,正常

拔下来,启动,停止,都正常
至此牙刷就算修好了


后来,充电测试中,发现充电座还是会发热的
于是用热像仪看了下,充电座左侧有一个明显的热点
想必就是感应充电的控制电路了


Summary:这个牙刷的维修还是小有挑战的,特别是充电电路的搭建复刻
幸运在于电路板走线没有被破坏,MCU功能完好,所以还是能修复的
至于牙刷,已经还给送修的家伙了,这么脏的牙刷,好好鄙视他


完,谢谢观赏~

想了解热像仪的可以看这里,热像仪是一个非常实用的工具
http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=1914044


[ 此帖被2n3055在2017-06-14 20:41重新编辑 ]
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powell007 M币 +13 謝謝分享 2018-09-27
离线azzajazz

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只看该作者 1楼 发表于: 2017-06-13
怎么会进水呢。。。。不是全身水洗吗

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严禁ID:Lunwenshrimp回复我帖子和盗我图,谢谢!
离线xyx

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示波器是看点……,谢谢分享!
离线温力口

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只看该作者 3楼 发表于: 2017-06-13
谢谢分享。。。。电动牙刷泡澡了??
离线geekehuang

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只看该作者 4楼 发表于: 2017-06-13
楼主的示波器挺不错
离线cycjcq

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只看该作者 5楼 发表于: 2017-06-13
马宝有电路卖....
离线hover_730

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只看该作者 6楼 发表于: 2017-06-13
设备真不错,看电路还不错,不是超声波的吗?这样振动的效果好吗?
离线绝地坏p

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只看该作者 7楼 发表于: 2017-06-13
我觉得这种会有可能接触水的电路最好都是做防水处理
离线qylxx

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只看该作者 8楼 发表于: 2017-06-13
我看是别修了,里面那么多脏东西,小心病毒。
离线dfigg

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只看该作者 9楼 发表于: 2017-06-14
谢谢分享,讲解详细,